專利名稱：一種使用扁平方塊電池的可充電手電筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種充電手電筒，其中涉及LED普通手電照明和鋰離子/鋰離子聚合物電池充電領(lǐng)域，除了可以照明和自身充電外、還可作為座式充電器對兼容的扁平方 塊電池(如手機電池等)進行充電。
背景技術(shù)：
常用的可充電手電筒的外觀和電池倉普遍采用圓柱型結(jié)構(gòu)，使用的是圓柱型電池 或圓形紐扣電池以及他們的組合。不能使用手機或數(shù)碼產(chǎn)品通用的扁平方塊形狀的鋰離子 /鋰離子聚合物充電電池，所以不能直接作為手機電池等扁平方塊電池的座式充電器。手機等數(shù)碼產(chǎn)品常用的鋰離子/鋰離子聚合物電池具有容量大、可充電重復(fù)使用 等特點，手電筒也是外出常備的工具，但如果手電筒的電池不能與手機等數(shù)碼產(chǎn)品所使用 的電池通用，遇到其中一個沒有電、或沒帶充電器的情況下，就非常不方便，如果這些設(shè)備 都要攜帶不能兼容的備用電池和各自的充電器，外出時也非常麻煩，所以存在一定的缺陷 和不足。發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題就是要解決現(xiàn)有技術(shù)不足、設(shè)計一種使用扁平方 塊電池的充電器式手電筒。該手電筒除了照明和可對自身電池充電外，實際上也可作為相 應(yīng)型號手機或其他數(shù)碼設(shè)備充電電池的座式充電器，對兼容的扁平方塊電池進行充電。本實用新型解決上述技術(shù)問題的所采用的技術(shù)方案是手電筒內(nèi)部電池倉采用扁 平長方體設(shè)計、使用扁平長方體形封裝的鋰離子/鋰離子聚合物可充電電池，可直接使用 相應(yīng)外形的手機或數(shù)碼產(chǎn)品電池，內(nèi)部的電路板上帶有LED發(fā)光電路和鋰離子/鋰離子聚 合物電池的充電管理電路，并通過開關(guān)控制、分別實現(xiàn)LED發(fā)光照明功能和對電池的充電 管理功能。在電池倉采用扁平方塊形狀結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，其整體外觀采用扁平長方型或扁 平橢圓型結(jié)構(gòu)形式，同時有一個可以打開的電池倉蓋，方便電池的取放。本實用新型可根據(jù)不同型號和不同尺寸的扁平方形電池，適當調(diào)整電池倉的尺寸 以及電池連接器的型號和位置；對那些電池接口的極性和特性相同、僅僅是長度尺寸不同 的電池，可在電池倉的兩側(cè)側(cè)壁設(shè)計一組固定槽、通過活動擋板在不同固定槽的位置移動 來匹配不同長度的電池，可進一步擴大本實用新型對兼容電池型號的適用范圍。在本實用新型的長條型側(cè)面位置安裝一個撥動開關(guān)，設(shè)置“充電/關(guān)斷/照明”檔 位。撥動開關(guān)的固定接點連接到電池連接器，并通過電池連接器與充電電池的正極連接，撥 動開關(guān)的活動接點檔位分別連接充電電路、懸空擋、LED燈發(fā)光電路，通過撥動開關(guān)的控制 分別實現(xiàn)電池充電、關(guān)斷、手電照明功能。在本實用新型的頂部端面或底部端面、設(shè)置手電筒的透光照明窗口，里面放置的 發(fā)光元件采用LED發(fā)光管，分布在電路板上，發(fā)光管的正極經(jīng)串聯(lián)電阻限流后連接到撥動 開關(guān)的“照明”檔位上。在撥動開關(guān)接通“照明”檔位時，電池倉內(nèi)的充電電池經(jīng)過電池連 接器，并通過撥動開關(guān)與LED發(fā)光電路連通，實現(xiàn)手電照明功能。[0012]對鋰離子/鋰離子聚合物電池的充電有2種技術(shù)方案實現(xiàn)方式，基本型是采用通 過USB接口引入USB5V電源、對電池進行充電的方式。即本實用新型充電電路的對外接口 采用USB接口，充電電源從USB端口引入后，連接到電路板上的鋰離子/鋰離子聚合物電池 充電管理及保護電路，在撥動開關(guān)接通“充電”檔位后，經(jīng)過電池連接器對電池進行充電。另一種對鋰離子/鋰離子聚合物電池充電的技術(shù)方案實現(xiàn)方式是直接采用AC交 流電進行充電的方式。此時，本實用新型充電電路的對外接口采用AC電源接口，交流電源 從AC接口引入后，先連接到電路板上的AC/DC轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換生成DC5V的直流電壓后、再 連接到電路板上鋰離子/鋰離子聚合物電池的充電管理及保護電路，在開關(guān)接通“充電”檔 位后，經(jīng)過電池連接器連接充電電池，并對電池進行充電管理和控制。本實用新型的有益效果是，充電手電筒的電池倉采用了扁平長方體電池倉結(jié)構(gòu)設(shè) 計，可以根據(jù)常用的手機或數(shù)碼產(chǎn)品的電池尺寸和連接器特性，來設(shè)計定制本實用新型的 電池倉尺寸，同時可通過側(cè)壁的不同固定槽和活動擋板位置來調(diào)整電池倉的長度尺寸、適 應(yīng)更多的兼容電池。本實用新型在實現(xiàn)手電筒照明和給自帶電池充電的同時，還可以充當 相對應(yīng)手機或數(shù)碼產(chǎn)品的鋰離子/鋰離子聚合物電池電池的座式充電器，外出時攜帶使用 方便。以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。附


圖1給出了本實用新型第一個實施例(AC型充電插頭)結(jié)構(gòu)示意圖附圖2給出了本實用新型第一個實施例(AC型充電插頭)電路示意圖附圖3給出了本實用新型第二個實施例(USB型充電接口)結(jié)構(gòu)示意圖附圖4是圖3的展開圖附圖5給出了本實用新型第二個實施例(USB型充電接口)電路示意圖.附圖6給出了本實用新型第三個實施例，電池倉內(nèi)帶活動擋板的結(jié)構(gòu)示意圖附圖7是圖6中電池倉內(nèi)的活動擋板(12)取出時的結(jié)構(gòu)示意圖附圖8給出了本實用新型第四個實施例，整體外形采用類似橢圓型(或跑道型)、 而內(nèi)部的電池倉仍然是扁平方塊結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖9是圖8配合扁平方塊電池(8)和電池倉蓋板(9)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.(帶扁方形電池倉的)上殼體，2.下殼體，3.前端照明窗口，4.開關(guān)，5.電 池連接器孔，6. AC充電插頭，7.充電指示燈孔，8.扁平方塊電池，9.電池倉蓋板，11.電池 倉內(nèi)側(cè)壁帶固定槽的上殼體，12.活動擋板，13.類似橢圓型(或跑道型)外殼體，15. AC型 電路板，16.充電狀態(tài)指示燈，18.電池連接器，20. LED照明光源，21.充電管理和控制部分， 22. AC/DC轉(zhuǎn)換電路部分，25. USB型電路板，26. USB型(帶扁方形電池倉的)上殼體，27. USB 型(帶扁方形電池倉的)下殼體，28. USB充電插頭
具體實施方式
按上述附圖所給出的實施例，以下進行具體說明。實施例1，如
圖1所示，AC型電路板(15)和前端照明窗口(3)以及AC型充電插頭 (6)是安裝放置在(帶扁方形電池倉的)上殼體(1)和下殼體(2)之間，通過卡位固定。扁 平方塊電池⑶放置在(帶扁方形電池倉的)上殼體(1)的電池倉中，電池倉蓋板(9)通過卡口位固定在(帶扁方形電池倉的)上殼體(1)的殼體上，將扁平方塊電池(8)封閉在 電池倉內(nèi)。打開電池倉蓋板(9)，可以方便地取出電池倉內(nèi)的扁平方塊電池(8)。這樣就可 以很方便的替換使用其他可兼容的扁平方塊電池。對差異較大的不同型號的手機電池，手電筒的電池倉可以配合原電池設(shè)計修改尺 寸和改變電池連接器的形狀和位置，但電池倉的形狀總體保持扁平長方形結(jié)構(gòu)不變。AC型電路板上(15)上的電池連接器(18)的彈簧觸點安裝時從電池倉內(nèi)殼體上的 電池連接器孔(5)伸出，充電狀態(tài)指示燈(16)可通過(帶扁方形電池倉的)上殼體(1)上 的充電指示燈孔(7)發(fā)光指示充電狀態(tài)。圖2是本實用新型第一個實施例的電路原理示意圖，其中相關(guān)器件與結(jié)構(gòu)示意圖 的對應(yīng)關(guān)系是S1對應(yīng)開關(guān)(4)，Ul對應(yīng)充電管理和控制部分(21)，U2對應(yīng)AC/DC轉(zhuǎn)換電 路部分(22)，Dl對應(yīng)充電狀態(tài)指示燈(16)，D2和D3對應(yīng)LED照明光源(20)，Bl對應(yīng)扁平 方塊電池⑶，J2對應(yīng)AC型充電插頭(6)，J3對應(yīng)電池連接器(18)。Sl對應(yīng)的開關(guān)(4)是一個單刀三擲開關(guān)，扁平方塊電池⑶放進電池倉內(nèi)后，就可 以通過電池連接器(18)的彈簧觸點、連接到AC型電路板上(15)上的開關(guān)(4)的公共點， 當開關(guān)(4)打到“a”位置時，連通充電管理和控制部分(21)的輸出，此時，如果AC型充電 插頭(6)連接到外部的AC220V交流電源上，外部的交流電經(jīng)過AC型充電插頭(6)連接到 AC/DC轉(zhuǎn)換電路部分(22)的輸入端，經(jīng)過AC/DC轉(zhuǎn)化和降壓處理后得到DC5—6V的直流 電，再送到Ul對應(yīng)充電管理和控制部分(21)，經(jīng)過其內(nèi)部對電池電壓的監(jiān)測和控制、開始 對扁平方塊電池(8)進行充電，同時，充電管理和控制部分(21)控制充電狀態(tài)指示燈(16) 閃爍顯示“正在充電”狀態(tài)；電池充滿時，充電管理和控制部分(21)可以控制充電狀態(tài)指示 燈(16)常亮顯示“充電已滿”狀態(tài)；AC型充電插頭(6)拔出或取下電池后，充電狀態(tài)指示 燈(16)滅、表示“充電結(jié)束”狀態(tài)。圖2中的R4是充電電流設(shè)定電阻，為適應(yīng)更多的兼容 電池，應(yīng)適當用較小的充電電流來充電，提高安全性。本實施例中，Ul采用AAT3681單芯片 充電管理和保護IC，R4設(shè)定為16干歐，最大充電電流不超過120mA。Sl對應(yīng)的開關(guān)⑷打到“C”位置時，開關(guān)⑷連通照明電路部分，扁平方塊電池 (8)經(jīng)過J3電池連接器(18)，通過開關(guān)(4)后，再經(jīng)過串聯(lián)的限流電阻與LED發(fā)光管相連， 驅(qū)動LED照明光源(20)發(fā)光，實現(xiàn)手電照明功能。實施例中LED照明光源(20)采用了兩 個高亮度LED發(fā)光二極管D2和D3，顯然也可以適當增減LED發(fā)光管的數(shù)量，改變照明亮度。 在圖2和圖5中，Rl是Dl的限流電阻，實施例中將充電指示燈的工作電流限制在2mA左右。 R2，R3分別是D2，D3他們的限流電阻，實施例中將每個高亮度LED發(fā)光管的最大工作電流 限制在25mA左右?？刂屏鹘?jīng)單個LED發(fā)光管的電流在一定范圍內(nèi)，用作普通手電照明時， 不需要精確的電流控制，簡單采用電阻限流即可滿足要求，降低成本。如果采用照明用功率 級白光LED(標稱功率1 3W)，并增加專用的電流驅(qū)動IC，可以實現(xiàn)強光照明功能。一般 高亮度白色LED發(fā)光管的導(dǎo)通電壓典型值在3. 4V左右，完全可以在單節(jié)鋰離子/鋰離子聚 合物電池(工作電壓范圍3. 3V—4. 2V)供電下工作。所以本實用新型采用的扁平方塊電 池(8)實際也是單節(jié)鋰離子/鋰離子聚合物電池?？偟膩碚f，開關(guān)(4)打到不同的“a、b、C”位置，實際就是讓電池分別連通充電電 路、懸空或照明電路，以實現(xiàn)“充電/關(guān)斷/照明”三種狀態(tài)及功能轉(zhuǎn)換的功能。扁平方塊電池⑶的取放操作，在開關(guān)⑷處于“關(guān)斷”位置時進行，此時，電池只連到開關(guān)(4)的公共點，開關(guān)(4)的另一端是連接在懸空觸點上，電池與照明和充電電路都是處于斷開狀態(tài)，可減少不工作時的電池泄漏，同時可安全、方便地取放扁平方塊電池(8)， 實現(xiàn)對相對應(yīng)型號手機和數(shù)碼產(chǎn)品的兼容電池進行互換。在第二個實施例中，采用USB5V充電方式，圖5中的Jl對應(yīng)USB型充電插頭(28)， 不再需要第一個實施例中AC/DC轉(zhuǎn)換電路部分(22)，其他部分的電路與第一個實施例基本 一致，充電插頭的型號相應(yīng)變換成采用USB型充電插頭(28)。采用USB接口，可以直接連接 計算機的USB插座，或者連接符合國家標準的手機充電器插座(USB型)，是目前手機和數(shù) 碼產(chǎn)品流行的實用充電方式。通過采用與第一個實施例類似的扁平長方型電池倉和殼體的 設(shè)計結(jié)構(gòu)，在開關(guān)⑷的控制下，可以實現(xiàn)“充電/關(guān)斷/照明”功能，實現(xiàn)對扁平方塊電池 (8)及兼容電池的充電、取放和照明應(yīng)用。目前，廣泛應(yīng)用于手機和數(shù)碼產(chǎn)品的扁平方塊電池(8)通常都是單節(jié)可充電 電池，電芯主要是鋰離子和鋰離子聚合物材料，標稱電壓3. 6V—3. 7V，可用電壓范圍 (3. 3V-—4. 2V)，如NOKIA公司非常通用的的BL_5C、BL_5B和BL-4C等手機電池。對應(yīng)此類 電池的充電方案非常成熟，許多公司推出的單芯片充電IC再加少量的外圍電路就可以完 成對鋰離子和鋰離子聚合物電池的充電管理、檢測和保護、以及充電狀態(tài)指示功能。所以在 第一和第二實施例的電路中采用了 AAT3681單芯片IC來實現(xiàn)充電管理和控制部分(21)。 當然也可以采用類似相同功能的其他充電管理和保護電路來替換。在第三個實施例中，電池倉的基本形狀仍然為扁平長方形結(jié)構(gòu)，在電池倉內(nèi)增加 固定槽和活動擋板(12)，即在電池倉內(nèi)側(cè)壁帶固定槽的上殼體(11)的電池倉兩邊內(nèi)側(cè)壁 上設(shè)計有一組固定槽，通過改變活動擋板(12)在不同固定槽的位置，來改變電池倉內(nèi)部長 度方向的空間尺寸，從而可以匹配和適應(yīng)那些電池連接器接口和特性兼容、僅僅是長度尺 寸不同的電池，可進一步擴大本實用新型對兼容電池型號的通用兼容范圍。如NOKIA公司 非常通用的的BL-5C和BL-5B兩款手機電池，后者稍短一點，電池倉內(nèi)側(cè)壁帶固定槽的上殼 體(11)在進行固定槽設(shè)計時就可以先將活動擋板(12)放在最后一個固定槽位置，其最長 的長度尺寸適合BL-5C型電池為準，然后可以通過調(diào)節(jié)活動擋板(12)位置前移的方式來實 現(xiàn)對BL-5B型電池的兼容。BL-5C 型電池適用的手機機型有Nokia 1100，Nokia 1108，Nokia 2600， Nokia3100, Nokia 3120，Nokia 3650，Nokia 6108，Nokia 6230，Nokia 6600，Nokia 6630， Nokia 6670，Nokia 6820，Nokia 7600，Nokia 7610 等；BL-5B 電池適用的手機機型有 Nokia 3220,Nokia5140,Nokia 7260等。所以，電池倉尺寸按照BL-5C型電池來定制，再加 上內(nèi)壁固定槽和活動擋板(12)的設(shè)計，本實用新型可以成為兼容性較強的手機座式充電 器，內(nèi)部所使用的扁平方塊電池(8)也可以直接與相應(yīng)型號手機的電池或其他兼容電池替 換互用。在第四個實施例中，殼體的整體外觀雖然是在扁長條型的兩端采用了大圓弧形， 采用類似橢圓型(或跑道型)外殼體(13)，但其內(nèi)部的電池倉仍然滿足本實用新型最基本 的特征、即所采用電池倉的基本形狀為扁平長方形結(jié)構(gòu)，可以使用扁平方塊電池(8)。從上述實施實例和具體實施方式
可知，本發(fā)明提供了一種可對扁平長方塊形狀的 電池進行充電的手電筒，不僅具有照明和自身可充電功能，還可以對兼容型號的扁平方塊 電池(8)進行替換和代充電。由于這種扁平方塊電池(8)廣泛應(yīng)用于手機等數(shù)碼產(chǎn)品，具有較好的兼容和通用性。所以只要電池的尺寸、連接方式以及電性能特性可以兼容，，本實用 新型就可以當作相應(yīng)型號手機等數(shù)碼設(shè)備的座式充電器，對他們所使用的電池進行充電， 同時在應(yīng)急時相互間還可以直接替換電池使用，其功能實用、結(jié)構(gòu)簡潔、攜帶方便、互用性 強是本實用新型的特點。 盡管上面描述的是本實用新型的特定形式，但在不脫離本實用新型構(gòu)思和范圍的 基礎(chǔ)上還可以做出許多變化。因此，盡管本實用新型詳細說明僅是參考優(yōu)選實施例進行的， 但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都知道在不脫離本實用 新型的基礎(chǔ)上還有許多變化形式。因此， 本實用新型的保護范圍由權(quán)利要求書來確定。另外，本實用新型從未公諸于眾或見于其他 刊物。
權(quán)利要求一種使用扁平方塊電池的可充電手電筒，其主體是充電器與照明功能結(jié)合的手電筒，其特征是手電筒內(nèi)部電池倉采用扁平長方體設(shè)計、使用扁平長方體形封裝的可充電電池，或直接使用相應(yīng)外形的手機電池，通過開關(guān)控制、分別連接LED發(fā)光電路和充電電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用扁平方塊電池的可充電手電筒，其特征是其整體外觀 采用扁平長方型或扁平橢圓型結(jié)構(gòu)形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用扁平方塊電池的可充電手電筒，其特征是扁平長方體 電池倉可設(shè)置活動擋板以適應(yīng)長度尺寸不同的電池；也可以通過改變電池連接器接口的型 號、位置及電池倉的尺寸，來適應(yīng)不同型號手機電池的需求，但電池倉形狀保持扁平長方體 結(jié)構(gòu)。
4 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的使用扁平方塊電池的可充電手電筒，其特征是在手電 筒扁平長方型的其中一個長條型側(cè)面位置安裝手電筒的開關(guān)，設(shè)置“充電/關(guān)斷/照明”檔 位，開關(guān)的公共接點先通過電池連接器與充電電池連接，開關(guān)的其他檔位分別連接充電電 路、懸空擋、LED燈發(fā)光電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的使用扁平方塊電池的可充電手電筒，其特征是在手電 筒扁平長方型的頂部端面或底部端面、設(shè)置手電筒的發(fā)光窗口，里面放置的發(fā)光元件采用 LED發(fā)光管，分布在電路板上，經(jīng)串聯(lián)電阻限流，在開關(guān)接通“照明”檔位后、經(jīng)過電池連接器 與充電電池連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的使用扁平方塊電池的可充電手電筒，其特征是充電電 路的對外接口采用USB接口，充電電源從USB端口引入后，連接到電路板上的充電管理及保 護電路，在開關(guān)接通“充電”檔位后，經(jīng)過電池連接器對電池進行充電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的使用扁平方塊電池的可充電手電筒，其特征是充電電 路的對外接口采用AC直插式接口，交流電源從AC接口引入后，先連接到電路板上的AC/DC 轉(zhuǎn)換電路，再連到充電管理及保護電路，在開關(guān)接通“充電”檔位后，經(jīng)過電池連接器連接充 電電池，并對電池進行充電管理和控制。
專利摘要本實用新型公開了一種充電手電筒，其主要特征是采用扁形方塊電池工作，手電筒內(nèi)部的電池倉采用扁形長方體基本結(jié)構(gòu)，電池倉尺寸和電池連接器的位置根據(jù)具體采用的電池型號稍有變化，手電筒的外型可有扁形長條型、扁形橢圓型等變化。手電筒采用LED發(fā)光管照明，可采用AC(220V)或USB(5V)兩種不同的充電接口方式，內(nèi)部有相應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換、充電管理和保護電路。通過開關(guān)控制手電筒的“充電/關(guān)斷/照明”功能轉(zhuǎn)換。電池倉可以根據(jù)常用的方塊形手機電池(或其他數(shù)碼產(chǎn)品的同類電池)來定制，所以，除照明和可自身充電外，也可以作為兼容的手機電池座式充電器，電池可替換使用。具備便攜、通用、簡單便利的使用方式，適合于旅途和戶外使用。
文檔編號F21L4/00GK201568746SQ20092005190
公開日2010年9月1日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者郭春陵 申請人:郭春陵